来源:市场资讯
(来源:聚烯烃人)
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高分子再生材料高质量回收利用是塑料行业发展趋势,既可减少原料消耗、实现可持续发展,提升环境效益与品牌竞争力,还能优化企业成本。聚丙烯(PP)作为通用树脂应用广泛,再生PP市场占比持续提升,主要分为消费后PCR与工业后PIR两类回收来源。本文以汽车材料为载体,探究再生PP添加量对密度、拉伸、弯曲、冲击、熔指等基础物性影响和TVOC、雾化、气味、甲醛等散发性性能的影响。
实验设计
将原材料、再生料和助剂进行高速混合均匀,添加到双螺杆挤出机的喂料口,在 190~220℃条件下在双螺杆挤出机中造粒。将粒料在注塑机上进行注塑,得到相对应检测要求的测试样条。实验配方如表1所示。
表1 实验配方(质量份数)
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结果与讨论
物理性能的测试结果
以餐盒再生料PCR‑PP‑2为基础填充料,日化再生料PCR‑PP‑1为变量开展共混配方研究。由表2可知,对比未添加再生料的1#样品,低添加量下2#~3#样品测试结果未有较大差异,仅3#样品的冲击性能略有下降;添加量提升至4#、5#后,拉伸度、弯曲模量、冲击、热变形等性能显著劣化,缺口冲击强度较1#下降37.5%,熔融指数上升。整体来看,再生料添加量达25%时性能出现明显变化。
表2 物理性能
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散发四项的测试结果
由表3可知,随再生料添加量提升,气味评价等级下降,5#样品气味超标,受汽车气味指标约束再生料添加量存在上限;雾化性能虽变差,但未超出2 mg行业限值,结果测试整体可以接受。1#~3#的TVOC与甲醛测试结果稳定可控;当再生料添加量至25%~30%(4#、5#),TVOC及甲醛急剧升高,对汽车限值类零部件需严控再生料添加比例。甲醛和 TVOC 随着再生料的填充量逐渐增加的变化趋势图见图1。少量添加再生料时散发性能变化较小,主要是再生料在实际使用过程中已预先释放部分VOC与甲醛。PP分子链存在叔碳原子,加工过程易发生降解;挤出过程中优化抽真空工艺,可促进熔体内部挥发性小分子脱除,实现TVOC降低。值得注意的是,若采用除味剂改善气味,存在引入新气味的风险,使用再生料时需对此开展重点评估。
表3 散发性能
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图1 TVOC和甲醛与再生料填充量的关系
总结
物理性能会随着PP再生料的添加量缓慢降低到骤降,散发性能中TVOC和甲醛散发量也会随着PP再生料的加入而性能变差。少量再生料的添加未对物性和散发性能造成很大的影响,高比例的填充量对应的性能需要根据材料使用工况谨慎选择。综合各项测试结果,配方3#样品在机械与环保性间取得最佳平衡,再生料的添加量建议控制在20%之内,过量的填充会导致材料的性能发生突变,影响材料的使用。
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